第一章概述
- 计算机网络的性能指标
- 发送时延和传播时延
第二章物理层
- 码分复用
- 广播域和冲突域
第三章数据链路层
- 差错检测
- 透明网桥
- CSMA/CD协议
第四章网络层
- ARP
- IP数据报
- 划分子网
- 分组转发算法
- CIDR构造超网
- 内部网关协议RIP
第五章运输层
- TCP报文段的首部格式
- UDP数据报
- 流量控制
- 拥塞控制

第一章概述

计算机网络的性能指标

1、应用层想要传输长度为200字节的数据，经过网络传输时，需要加上20字节的TCP首部，20字节的IP首部，最后加上数据链路层18字节的首部和尾部，数据的传输效率是多少？如果应用层传输1000字节的数据，此时的数据传输效率是多少？

答案：
数据长度为200字节时，
传输效率=200 /（200+20+20+18）=77.5%
数据长度为1000字节时，
传输效率=1000 /（1000+20+20+18）=94.5%

传输效率 = 数据本身的字节长度除以（数据长度+TCP首部 + IP首部+ 数据链路层的首部和尾部）

发送时延和传播时延

更1、收发两端之间的传输距离1000km信号在媒体上的传播速率为2 x 10⁸m/s。计算一下两种情况的发送时延和传播时延：
（1）数据长度为10⁷bit，数据发送速率为100kb/s.
（2）数据长度为10³bit，数据发送速率为1Gb/s.

答案：
（1）发送时延：ts = 10⁷ (bit) / 100(kb/s) = 10⁷ (bit) / 10⁵(bit/s)
= 100 s
传播时延：tp = 10⁶ (m) / ( 2 *10⁸)(m/s) = 0.005s
（1）发送时延：ts = 10³ (bit) / 1(G/s) = 10³ (bit) / 10⁹(bit/s)
= 1 μs
传播时延：tp = 10⁶ (m) / ( 2 *10⁸)(m/s) = 0.005s

发送时延 = 数据帧长度（bit） / 发送速率（bit/s）
传播时延 = 信道长度（m） / 电磁波在信道上的传播速率（m/s)
处理时延题目中会给出。
排队时延和处理时延一般题目都会忽略不计。
总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积
= 传播时延*带宽
往返时间RTT:
发送时间 = 数据长度 / 发送速率;
有效数据率 = 数据长度 / (发送时间+RTT)
利用率:D。表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，网络当前的利用率为u，则:D=D。
带宽时延积=带宽×(距离/传播速率)(也指传播信道上比特数目最大的数值)

第二章物理层

码分复用

2、共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为：
a：（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1） b：（-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1）
c：（-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1） d：（-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1）
现收到这样的码片序列：（+1 +1 -1 +3 +1 +1 -3 +1），则（）发送1。

A、a和d
B、a
C、b和c
D、c

答案：D

解析：
1/8 中的 8：码片序列的字节为8（a、b、c、d、M中是8个带符号的数字）
a·M：是向量a和M的规格化内积

广播域和冲突域

补3、在下图的网络配置中，总共2个广播域，（）个冲突域？

答案：6

路由器：隔绝广播域
集线器：在物理层，既在广播域，又在冲突域
交换机：在数据链路层，在一个广播域中，不在一个冲突域。（又称网桥）

本题，右边的交换机下面连了五台电脑，有5个冲突域，在加上右边集线器的一个，所以一共六个冲突域。

第三章数据链路层

差错检测

3、假设要发送的数据为11001010，采用的CRC的生成多项式为P(x)=X³+X+1。试求应添加在数据后面的余数？如果采用了CRC校验，数据链路层是否就变成了可靠的传输？

答案：
（1）余数是100.
（2）采用了CRC检验后，数据链路层的传输成为“无比特差错”传输，但是对于帧丢失、帧重复及帧失序等“传输差错”就需要额外的机制来保证，所以说，采用了CRC检验后，数据链路层的传输还不是可靠的传输。

注意：

这里的除法是模二运算
相异得1，相同得0

被除数和余数后面补的数的位数，都要是除数的位数-1

透明网桥

4、假定有5个站分别连接在三个局域网上，并且用网桥1和网桥2连接，其拓扑结构如下图所示，每一个网桥有两个接口。开始时网桥中的转发表都是空的。以后各站按下表的顺序发送了数据帧，试着将下表补充完整。（图有错误，最后一个是网桥2的处理）

答案：

解析参考：戳这里

CSMA/CD协议

补1、假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。设信号在网络上的
传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。

答案：
1km长的CSMA/CD网络的端到端传播时延：
τ=1/200000=5×10-6s=5µs
往返传播时延为：
2τ=10µs
故为了能按照CSMA/CD工作，最短帧的发送时延不能小于10us。
以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数为：
1Gbit/s × 10µs = 1 × 10^9 (bit/s) × 10×10^-6 (s) =10000bit
所以，最短帧长为10000bit

CSMA/CD协议：载波监听多点接入/碰撞检测协议

多点接入：说明是总线型网络，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。

载波监听：边发送边监听，每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。

碰撞检测：就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。
当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。
当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。

计算公式：比特数 = 传播时延*带宽

更2、假定在使用 CSMA/CD 协议的 10Mb/s 以太网中某个站在发送数
据时检测到碰撞，执行退避算法时选择了随机数 r=100。试问这个站需要
等待多长时间后才能再次发送数据？如果是 100Mb/s 的以太网呢？

答案：
对于 10mb/s 的以太网，以太网把争用期定为 51.2 微秒，要退后 100 个争用期，等待时间是
51.2（μs）*100=5.12ms

对于 100mb/s 的以太网，以太网把争用期定为 5.12 微秒，要退后 100 个争用
期，等待时间是 5.12（μs）*100=512 μs

等待时间 = 征用期时间 * 随机数r

以太网帧最小为64字节，也就是512比特。
争用期的定义可以是发送512 bit的时间
所以10Mb╱s的以太网可以计算出发送一个比特的时间是0.1μs，那么争用期就是512×0.1=51.2μs
同理，100Mb／s的以太网发送一个比特的时间是0.01μs，争用期为512×0.01=5.12μs

第四章网络层

ARP

5、主机PC1到主机PC2的物理网络拓扑结构如下图所示。现主机PC1向主机PC2发送一条消息，整个数据流动过程中每一段链路上的MAC地址和IP地址如何变化的？

答案：
PC1到R1 ： IP1    IP6    MAC1    MAC2
R1到R2   ： IP1    IP6    MAC3    MAC4
R2到PC2 ： IP1    IP6    MAC5    MAC6

IP数据报

6、一个IP数据报的长度为5000字节需要经过一个网络进行传输，但是该网络能够传输的最大数据长度为1500字节。试问应该划分成为几个短的数据报片？各片的长度分别是多少、片偏移字段的值、MF标志位的值分别是多少？

答案：
首先需要减去数据报首部固定的20字节（题目没给默认20）
5000 - 20 = 4980
1500 - 20 = 1480
总长度要比数据部分长度大，= 数据长度 + 20

总长度       数据部分长度       片偏移           MF标志位
片1 ：1500          1480              0（0/8）              1
片2 ：1500            1480             185(1480/8)             1
片3 ：1500            1480             370(1480 * 2/8)       1
片4 ：560            540             555(1480 * 3/8)       0

划分子网

7、在Internet中，某台计算机的IP地址是11001101.10101100.00001111.10100011，请回答下列问题：
（1）用十进制表示上述IP地址。
（2）该IP地址是属于A类，B类，还是C类？
（3）写出该IP地址在没有划分子网时的子网掩码。
（4）如果将该网络平均划分为4个子网，写出子网掩码，写出每一个子网对应的网络网络地址。

答案：
（1）205.172.15.163
（2）C类
（3）255.255.255.0
（4）255.255.255.192
子网对应的网络地址为
205.172.15.0
205.172.15.64
205.172.15.128
205.172.15.192

补4、现在要构建一个可连接14个主机的网络，如果采用划分子网的方法，则子网掩码为（）
A、255.255.255.255
B、255.255.255.248
C、255.255.255.240
D、255.255.255.224

答案：C

14 +2（网络地址和广播地址） = 16 = 2⁴
所以子网掩码为：
255.255.255.11110000 = 255.255.255.240

补5、一个B类网络172.16.0.0 ，使用子网掩码 255.255.255.192 来划分子网，则理论上可以利用的网络数和每个网络中的主机数分别为（）
A、152 、162
B、1000 、62
C、1024 、62
D、2 、62

答案：C

可利用的网络数：
B类地址，默认的子网掩码为 255.255.0.0 ，主机位为16位。这里给的是 255.255.255.192 向主机位借了10位作为网络位。于是网络位有2的10次方，但还要减去全零全一的情况，就是1022位(感觉选项出错了)。
网络中的主机数：
主机位是6位，2⁶ = 64，再减2, 62。

补6、某部门申请到一个C类IP地址,若要分成8个子网,其掩码应为（）。

A、 255.255.255.255
B、255.255.255.0
C、255.255.255.224
D、255.255.255.192

答案：C

要划分八个子网，2³ = 8，所以像主机号借三位做子网号。
255.255.255.11100000 =

分组转发算法

8、某路由器的建立了如下所示的路由表，则目的地址为128.96.40.151的下一跳为（）。

A、接口M0
B、R2
C、R3
D、都不是

答案：B

更4、设某路由器建立了如下路由表：设某路由器建立了如下路由表：
目的网络 -------------------下一跳
192.4.153.0/26--------------R3
128.96.39.0/25------------- 接口 m0
128.96.39.128/25--------- 接口 m1
128.96.40.0/25-------------R2
192.4.153.0/26-------------R3
（默认）--------------------R4
现共收到现共收到 5 个分组，其目的地址分别为：
（ 1 ）128.96.39.10
（ 2 ）128.96.40.12
（ 3 ）128.96.40.151
（ 4 ）192.4.153.17
（ 5 ）192.4.153.90
试分别计算下一跳。

答案：
（ 1 ）接口0
（ 2 ）R2
（ 3 ）R4
（ 4 ）R3
（ 5 ）R4

这里一共给出了两种目的网络，即子网掩码是255.255.255.128。还有子网掩码是255.255.255.192的。这里首先将目的地址与子网掩码255.255.255.128进行相与得出的结果则是目的网络的IP码,如果没用得到相对应得下一跳，再与子网掩码255.255.255.19进行相与得出目的网络的码，进行路由表对照即可。相与(将目的地址与子网掩码都化为二进制表示，然后进行相与即and,两数都为1时输出1，否则输出0)。

(1)分组的目的地址为:128.96.39.10先与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.39.0，由路由表对照，则下一跳接口为m0。
(2)分组的目的地址为:128.96.40.12先与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，由路由表对照，则下一跳接口为R2。
(3)分组的目的地址为:128.96.40.151先与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.128，由路由表对照，则下一跳接口R4。
(4)分组的目的地址为: 192.4.153.17先与子网掩码255.255.255.192相与得192.4.153.0，由路由表对照，则下一跳接口R3。
(5)分组的目的地址为:192.4.153.90与子网掩码255.255.255.192相与得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，则下一跳接口为R4。

更5、某单位分配到一个地址块为 129.250/16。该单位有 4000 台机器，平均分布在 16 个不同的地点。试给每一个地点分配一个地址块，并算出每个地址块中 IP 地址的最小值和最大值。

答案：

地点	子网号	子网网络号	IP最小值	IP最大值
1	00000001	129.250.1.0	129.250.1.1	129.250.1.254
2	00000010	129.250.2.0	129.250.2.1	129.250.2.254
3	00000011	129.250.3.0	129.250.3.1	129.250.3.254
4	00000100	129.250.4.0	129.250.4.1	129.250.4.254
5	00000101	129.250.5.0	129.250.5.1	129.250.5.254
6	00000110	129.250.6.0	129.250.6.1	129.250.6.254
7	00000111	129.250.7.0	129.250.7.1	129.250.7.254
8	00001000	129.250.8.0	129.250.8.1	129.250.8.254
9	00001001	129.250.9.0	129.250.9.1	129.250.9.254
10	00001010	129.250.10.0	129.250.10.1	129.250.10.254
11	00001011	129.250.11.0	129.250.11.1	129.250.11.254
12	00001100	129.250.12.0	129.250.12.1	129.250.12.254
13	00001101	129.250.13.0	129.250.13.1	129.250.13.254
14	00001110	129.250.14.0	129.250.14.1	129.250.14.254
15	00001111	129.250.15.0	129.250.15.1	129.250.15.254
16	00010000	129.250.16.0	129.250.16.1	129.250.16.254

4000 台机器，16 个地点，即每个地点有 250 个主机，根据地址块 29.250/16，我们可以得知用 16 位表示主机号，其中后八位就有 256-2=254 个主机号，所以 250 个完全够用

更6、有如下的 4 个/24 地址块，试进行最大可能的聚合。地址块，试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24

答案：212.56.132.0/22

前16位一样
132：10000100
133：10000101
133：10000110
134：10000111
前六位一样，剩下的位数都为0.

更7、有两个 CIDR 地址块 208.128/11 和和 208.130.28/22。是否有那一个地址块包含了另一个地址？如。是否有那一个地址块包含了另一个地址？如果有，请指出，并说明理由。

答： 208.128/11 的前缀为：11010000 100
208.130.28/22 的前缀为：11010000 10000010 000101，它的前 11 位与 208.128/11 的前缀是一致
的，所以 208.128/11 地址块包含了 208.130.28/22 这一地址块。

CIDR构造超网

9、设有2条路由21.1.193.0/24和21.1.194.0/24，如果进行路由汇聚，覆盖这2条路由的地址是（）。

A、21.1.200.0/22
B、21.1.192.0/23
C、21.1.192.0/21
D、21.1.224.0/20

答案：C

10、一个自治系统有5个局域网，其连接如下图。LAN1至LAN4上的主机数目分别为180、60、15、20。该自治系统分配到的IP地址为30.138.170/23。给出每一个局域网的地址块，包含网络前缀。

答案：
LAN1：30.138.170.0/24
LAN2：30.138.171.128/26
LAN3：30.138.171.224/27
LAN4：30.138.171.192/27
从最大的开始分

内部网关协议RIP

11、假定网络上的路由器A有如下项目的路由表（目的网络、距离和下一跳路由器）：

现在A收到从B发来的路由信息（目的网络、距离）

求路由器A更新后的路由表。

答案：
N1 3 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G

第五章运输层

TCP报文段的首部格式

12、在ARQ协议中，假设主机A向主机B发送了3个TCP报文段，其序列号分别是70，100,150。
（1）第一个报文段携带了多少字节的数据？
（2）主机B收到第一个报文段后回复的确认号应该是多少？
（3）如果主机B收到第三个报文段以后回复的确认号是180，则A发送的第三个报文段里包含了多少字节的数据？
（4）如果第一个报文段丢失了，但第二个第三个报文段都达到了主机B，则B发回的确认号是什么？

正确答案：

（1）30个字节

（2）确认号为100

（3）30个字节

（4）确认号为70

答案解析：

1、第一个报文段为 70-99字节，第二个报文段为100-149字节，第三个报文段为150-179字节

2、所以收到第一个报文段，则期待收到的下一个报文的开头为100

3、第一个报文丢失了，则B期望收到的是第一个报文，第一个报文的开头字节序列号为70

补2、假设某应用程序每秒产生一个80B的数据块，每个数据块被封装报文中，然后再封装在一一个IP数据报中。那么最后每个数据报所用数据所占的百分比是()。(注意: TCP报文和IP数据报文的附加字段)

答案：80/ 80+20+20 = 66.7%

TCP头部分部为 20 byte； IP头部如果没有选项部分也是20 byte

UDP数据报

更8、一个 UDP 用户数据的数据字段为 8192 季节。在数据链路层要使
用以太网来传送。试问应当划分为几个 IP 数据报片？说明每一个 IP 数据
报字段长度和片偏移字段的值。

答：UDP 数据报 = 首部 8 字节 + 数据部分组成。
因为数据字段为 8192 字节，所以数据报总长度 = 8192 + 8 = 8200 字节。
以太网的最大传输单元 MTU = 1500。
因为要划分为几个 IP 数据报，而每个 IP 数据报的首部占 20 字节，所以字段部分最大占 1480 字节。
划分的时候，可以划分为 8200 / 1480 = 5，余 800 字节。
所以应当划分为 6 个 IP 数据报片，前 5 个都是 1480 字节，第 6 个是 800 字节。一个字段即为8 个字节。
第一个 IP 数据报字段长度：1480，第一片偏移字段：1480 * 0 / 8 = 0
第二个 IP 数据报字段长度： 1480 ，第二片偏移字段： 1480 * 1 / 8 = 185
第三个 IP 数据报字段长度：1480，第三片偏移字段：1480 * 2 / 8 = 370
第四个 IP 数据报字段长度： 1480 ，第四片偏移字段： 1480 * 3 / 8 = 555
第五个 IP 数据报字段长度：1480，第五片偏移字段：1480 * 4 / 8 = 740
第六个 IP 数据报字段长度： 800 ，第六片偏移字段： 1480 * 5 / 8 = 925
UDP 数据报的首部存在于第一个 IP 数据报片中，所以第一个 IP 数据报字段为：首部 8 字节 + 1472数据部分。

流量控制

13、用TCP传输256字节数据。设置接收窗口为100字节，而TCP报文段每次也是传送100字节的数据。假设发送方和接收方的序号分别为100和200。试画出TCP从连接建立、数据传输到连接释放的工作示意图。

拥塞控制

14、TCP的拥塞窗口cwnd与传输轮次n之间的关系如下图所示：

(1) TCP工作在慢开始的阶段的时间间隔有哪些？
(2) TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔有哪些？
(3) 第11轮次和第23轮次之后发送方是收到三个重复的确认还是超时检测到了丢失的报文？
(4) 在第1轮次，第13轮次，第24轮次发送时，门限值分别是多少？
(5) 在第几轮次发送第60个报文？

正确答案：

(1) 慢开始阶段[1，5] 、 [24，26]
(2) 拥塞避免阶段 [6，11] 、[12，23]
(3) 11 轮次是因为收到3个重复确认
23 轮次是因为检测到丢失报文
(4) 门限值分别为 16， 11， 11
(5) 第7轮次

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计网应用题、计算题答案详解总结（已更完）

第一章概述

计算机网络的性能指标

发送时延和传播时延

第二章物理层

码分复用

广播域和冲突域

第三章数据链路层

差错检测

透明网桥

CSMA/CD协议

第四章网络层

ARP

IP数据报

划分子网

分组转发算法

CIDR构造超网

内部网关协议RIP

第五章运输层

TCP报文段的首部格式

UDP数据报

流量控制

拥塞控制

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